CFDRC представила анализатор лактата на биотопливе

Система состоит из никотинамидадениндинуклеотид (NAD+)-зависимого ферментативного сенсора и источника питания. Чувствительный элемент сенсора основан на ферменте лактатдегидрогеназе (L-лактат) и рассчитан на токовый отклик при повышении уровня молочной кислоты, или лактата, в поте.

Питание датчика обеспечивает биотопливная установка: энергия вырабатывается за счет окисления глюкозы с помощью фермента глюкозооксидазы. Также в схему включены аккумулятор и микропотенциостат — для аккумуляции энергии установки и регуляции потенциала электрода соответственно.

Испытания показали, что сенсор генерирует отклик при концентрации лактата от 5 до 100 миллимоль на литр пота и обладает чувствительностью в 0,2 микроампер на миллимоль на литр. Сила тока биотопливной установки составила более 80 миллиампер при мощности в 0,4 ватт на площади 3,5 на 3,5 на 0,7 сантиметра.

По словам ученых, преимуществом нового датчика являются возможность использования возобновляемых источников энергии, в том числе глюкозы, высокая экологичность и низкая стоимость катализаторов.

«В этом случае биотопливная установка обладает хорошей продуктивностью благодаря датчику, который потребляет мало энергии. Система способна обеспечивать высокую плотность энергии, но не плотность мощности — этот вопрос находится на стадии проработки. Для маломощных приложений такого датчика достаточно», — сообщила соавтор работы Дженни Ульянова.

Она отметила, что первоначально устройство предназначалось для военнослужащих, которые проходят обучение в тренировочном лагере. Но оно может эксплуатироваться и при физических нагрузках в других условиях.

Лактат — ?-оксипропионовая кислота, которая образуется из глюкозы в процессе анаэробного гликолиза и рассматривается как один из объективных индикаторов физических перегрузок, в частности обезвоживания организма. Для мониторинга уровня молочной кислоты используются специальные датчики — анализаторы лактата, многие из них предусматривают забор крови и проводное подключение к источнику питания.